JP3132376B2

JP3132376B2 - 溶接形鋼の溶接部支持装置

Info

Publication number: JP3132376B2
Application number: JP08003512A
Authority: JP
Inventors: 盛幸蠣原
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 2001-02-05
Anticipated expiration: 2016-01-12
Also published as: JPH09192887A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フランジ材とウ
ェブ材を溶接組立して溶接Ｈ形鋼や溶接Ｔ形鋼等を製造
する溶接形鋼製造工程に使用する溶接部支持装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、溶接Ｈ形鋼の製造ラインは、上
流側から順にアンコイラー，レベラー，高周波溶接機，
ローラー矯正機，切断機などを配設して構成され、図６
に示すように、アンコイラーから巻き戻した上下フラン
ジ材Ｆおよびウェブ材Ｗを溶接機位置に設置した上下一
対の圧接ロール１，１と左右一対で複数組の溶接支持ロ
ール２，２により正面視Ｉ字状に組み合わせると共に、
フランジ材とウェブ材の接合部を高周波電流により加熱
した後、圧接ロール１で圧力を加えながら電気抵抗等に
より溶着している。

【０００３】このような溶接Ｈ形鋼の製造ラインでは、
各接合部材の中心を正しく案内支持しないと、各フラン
ジ材Ｆとウェブ材Ｗの相対位置関係がずれて、いわゆる
中心偏りと呼ばれる重大な欠陥が発生する。そのため、
ウェブ材Ｗは上下圧接ロール１，１の間でウェブ支持ロ
ール２により支持し、フランジ材Ｆはスペース的な制約
から溶接点の前方でフランジ案内ロール３’により案内
するするのが一般的である。しかし、この案内方式で
は、ウェブ材Ｗは溶接点で支持されるため位置変動が少
ないが、フランジ材Ｆは溶接点の上流側で案内されるた
め、素材の大曲りや傾きによって溶接中心に案内するこ
とが難しく、特に狭幅，薄肉材のフランジ材において
は、鋼材の剛性が小さいためフランジ材を正しく溶接中
心に案内することが困難となっている。

【０００４】このような問題点を解決すべく、本発明者
は、素材に大曲り等があってもフランジ材を溶接中心に
確実に安定して案内できる次に示すような案内支持装置
を創案し、既に出願している。

【０００５】溶接形鋼の溶接部案内装置（特開昭５
８−１４１８７２号公報）これは、図５（ａ）に示すように、フランジ端面を案内
し得る上下一対のフランジ案内ロール５０にそれぞれウ
ェブ支持ロール２を嵌着すると共に、フランジ案内ロー
ル５０の中間部を軸受５１を介して支持ブラケット５２
に取付け、上下のフランジ案内ロール５０をボルト・ナ
ット５３で締め付けることにより、フランジ案内ロール
５０とウェブ支持ロール２が一体回転できるようにして
いる。また、別の実施例ではフランジ案内ロール５０と
ウェブ支持ロール２の間にも軸受を介在させることによ
り、フランジ案内ロール５０とウェブ支持ロール２が個
別に回転できるようにしている。

【０００６】形鋼案内支持装置（実開平４−１２５
０８９号公報）〔または形鋼の案内支持ロール装置（実
公昭６−５０３０号公報）〕これは、図５（ｂ）に示すように、ウェブ支持ロール２
を回転可能に支持する主支持軸６０に偏心支持軸６１を
突設し、この偏心支持軸６１に、フランジ案内ロール６
２を回転可能に取付け、ナット６３等で固定可能とし、
操作部６４により偏心支持軸６１を回転させることによ
り、ウェブ支持ロール２のウェブ支持位置とフランジ案
内ロール６２のフランジ端面支持位置との相対位置を変
更可能としている。なお、ウェブ支持ロール２・フラン
ジ案内ロール６２は、取付軸部６５において固定支持台
６６に取付けている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
フランジ案内ロールをウェブ支持ロールに組み込む固定
式構造のの従来装置では、次のような問題点がある。

【０００８】a) 形鋼サイズが変更されると、その都度
フランジ幅に応じてフランジ案内ロールを交換する必要
があり、取替作業が面倒で時間がかかる。また、フラン
ジ幅に応じた多くの種類のフランジ案内ロールを保有す
る必要があり、費用が多くかかり保管スペースも必要と
なる。

【０００９】b) ウェブ支持ロールとフランジ案内ロー
ルが一体回転するタイプでは、両ロールの直径が異なる
ために回転周速差が生じ、フランジ案内ロールの当接部
が摩耗し易く、摩耗した場合にはフランジ案内ロールを
交換する必要がある。また、ウェブ支持ロールが摩耗し
て改削した時には、ウェブ支持ロールの直径か小さくな
るため、それに応じてフランジ案内ロールの直径も変更
しなければならない。

【００１０】また、前述のフランジ案内ロールを偏心調
整機構を介してウェブ支持ロールに取付ける調整式構造
のの従来装置では、フランジ幅替えやフランジ案内ロ
ールの摩耗・ウェブ支持ロールの改削に伴うフランジ案
内ロールの位置調整をフランジ案内ロールを交換するこ
となく容易に行えるため、の従来装置の欠点を解消で
きるものの、次のような問題点がある。

【００１１】ａ）フランジ案内ロールをウェブ支持ロー
ルに直接取り付ける構造のため、フランジ案内ロールの
位置調整範囲が小さくなり、形鋼のフランジ幅に応じて
数種類の溶接部支持装置を用意しておかなければなら
ず、費用が多くかかり保管スペースも必要となる。ま
た、フランジ幅が広幅の場合にはウェブ支持ロールの直
径を大きくしなければならず、重量が増大し、取り替え
作業に手間がかかる。

【００１２】ｂ）フランジ案内ロールとウェブ支持ロー
ルが一体のため、ウェブ支持ロールを取り替える際に
は、あらためてフランジ案内ロールの位置調整が必要と
なる。

【００１３】ｃ）フランジ案内ロールとウェブ支持ロー
ルが一体で、ウェブ材・フランジ材の反力モーメントが
作用するため、ウェブ支持ロールの支持構造を強固な構
造とする必要があり、また片持ち式の場合には反力モー
メントに対して構造的に弱い欠点がある。

【００１４】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、フランジ幅替えやフ
ランジ案内ロールの摩耗・ウェブ支持ロールの改削に伴
うフランジ案内ロールの位置調整をフランジ案内ロール
を交換することなく容易に行えると共に、このフランジ
案内ロールの位置調整範囲を大きくすることができ、さ
らにウェブ支持ロールの取替・調整に左右されることが
なく、またウェブ支持ロールおよびフランジ案内ロール
の支持構造を簡易なものとすることができる溶接部支持
装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る第１の溶
接形鋼の溶接部支持装置は、溶接形鋼製造工程における
溶接部位置に、フランジ材とウェブ材を圧接する圧接ロ
ールと、ウェブ材側面を案内支持するウェブ支持ロール
を備えた溶接形鋼の溶接部支持装置において、フランジ
材の端面を案内するフランジ案内ロールを、前記圧接ロ
ールおよびウェブ支持ロールに対して独立したロールと
して前記圧接ロールのロール軸に取付けると共に、この
フランジ案内ロールをフランジ材幅方向に移動調整可能
に、かつ前記ロール軸に固定可能としたことを特徴とす
る。

【００１６】この発明に係る第２の溶接形鋼の溶接部支
持装置は、溶接形鋼製造工程における溶接部位置に、フ
ランジ材とウェブ材を圧接する圧接ロールと、ウェブ材
側面を案内支持するウェブ支持ロールを備えた溶接形鋼
の溶接部支持装置において、フランジ材の端面を案内す
るフランジ案内ロールを、前記圧接ロールおよびウェブ
支持ロールに対して独立したロールとして前記ウェブ支
持ロールの支持基台に支持部材を介して取付けると共
に、このフランジ案内ロールをフランジ材幅方向に移動
調整可能に、かつ前記支持部材に固定可能としたことを
特徴とする。

【００１７】フランジ案内ロールをフランジ材幅方向に
移動調整する機構としては、偏心軸を用いた偏心調整機
構を採用するのが好ましいが、フランジ案内ロールを移
動調整でき、かつ固定できる機構、例えばねじ式やシリ
ンダ式などでもよい。偏心調整機構の場合には、その主
支持軸を固定のロール軸（圧接ロールが従動回転可能に
取付けられている）に取付け、あるいはウェブ支持ロー
ルのスライドガイド等に設置される支持ブラケットに取
付け、偏心支持軸にフランジ案内ロールを従動回転可能
に取付ける。

【００１８】以上のような構成において、フランジ幅替
えやフランジ案内ロールの摩耗・ウェブ支持ロールの改
削に伴うフランジ案内ロールの位置調整に際して、フラ
ンジ案内ロールを偏心調整機構等によりフランジ幅方向
に移動させた後、圧接ロールのロール軸あるいはウェブ
支持ロール基台に取付けた支持部材に固定し、フランジ
案内ロールの外周当接面がフランジ材端面に位置するよ
うにする。この状態でウェブ支持ロールによりウェブが
案内され、ほぼ同じ垂直面内でフランジ材の端面がフラ
ンジ案内ロールにより案内され、ウェブおよびフランジ
材の中心が溶接中心位置に一致した状態で、圧接ロール
により圧接が行われ、中心偏りのない高品質の溶接Ｈ形
鋼が製造される。

【００１９】フランジ案内ロールは圧接ロールのロール
軸あるいはウェブ支持ロール支持基台の支持ブラケット
に取付けるため、フランジ案内ロールの直径を大きくで
き、かつその移動調整量も大きくでき、適用できるフラ
ンジ幅寸法範囲を広くすることができる。また、フラン
ジ案内ロールはウェブ支持ロールに対して独立している
ため、ウェブ支持ロールを取り替える際に、フランジ案
内ロールをあらためて調整する必要がない。さらに、フ
ランジ案内ロールを圧接ロールのロール軸あるいはウェ
ブ支持ロール支持基台の支持ブラケットに独立して取付
けるため、ウェブ支持ロールおよびフランジ案内ロール
の支持構造に簡易な支持構造を使用することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示する一実施
例に基づいて詳細に説明する。これは、溶接Ｈ形鋼製造
ラインに適用した例であり、図１，図２にこの発明に係
る溶接部支持装置の第１実施例を示し、図３に第２実施
例を示す。図４は、圧接ロールの支持構造の一例を示
す。

【００２１】図１において、溶接部支持装置は、従来と
同様に、Ｈ形鋼の上下フランジ材Ｆの外面を圧下し、高
周波で加熱されたフランジ材Ｆとウェブ材Ｗを圧接する
上下一対の圧接ロール１，１と、この圧接ロール１，１
による圧接位置と同一の垂直面内においてウェブＷの上
部・下部側面をそれぞれ左右両側から案内支持する左右
一対のウェブ支持ロール２，２を有し、溶接点の前方で
フランジ材Ｆの端面を案内するフランジ案内ロール３’
と、フランジ材Ｆおよびウェブ材Ｗに給電子を介して接
続される高周波電源４を備えている。

【００２２】このような溶接部支持装置において、図
１，図２の第１実施例では、圧接ロール１のロール軸５
に偏心調整機構６を介してフランジ案内ロール３を取付
け、溶接点位置でフランジ端面を案内する。ロール軸５
は両端の軸部５ａが圧接ロール１の支持ブラケット７に
取付けられ、圧接ロール１はロール軸５の中央胴部５ｂ
に軸受８を介して従動回転可能に取付けられ、かつ軸受
固定用ナット９により着脱可能に取付けられている。フ
ランジ案内ロール３は、圧接ロール１とウェブ支持ロー
ル２との間に位置し得る細幅のロール本体３ａと胴部３
ｂからなる。

【００２３】偏心調整機構６は、図２に示すように、主
として偏心軸１０と固定用の特殊ナット１１からなり、
偏心軸１０は、主支持軸１０ａと連結部１０ｂと偏心支
持軸１０ｃからなり、主支持軸１０ａの中心軸線と偏心
支持軸１０ｃの中心軸線とが距離ｅをおいて位置するよ
うに一体的に形成されている。ロール軸５の軸部５ａの
支持ブラケット７から外側に突出し、あるいは突出させ
た部分に、取付孔１２を設け、この取付孔１２に主支持
軸１０ａの下部を挿入し、偏心軸１０の主支持軸１０ａ
がロール軸５に対して垂直面内で直交するようにする。

【００２４】主支持軸１０ａの下部には雄ねじ部を有
し、この雄ねじ部に特殊ナット１１を螺着することによ
り、偏心軸１０をロール軸５に固定する。ここで、軸部
５ａの上部座面には座金１３を設け、軸部５ａの下部に
は特殊ナットの座部形状に対応した座ぐり１４を施し、
強固に緊締されるようにする。フランジ案内ロール３
は、偏心支持軸１０ｃに対して軸受１５を介して従動回
転可能とし、軸受押さえ１６により固定する。なお、符
号１７はオイルシールである。特殊ナット１１を緩め、
主支持軸１０ａの上部を回すことにより、偏心支持軸１
０ｃが主支持軸１０ａを中心として旋回し、偏心支持軸
１０ｃの溶接進行方向と直交する方向の偏心量、即ちフ
ランジ案内ロール３のフランジ端面当接位置が０〜２ｅ
だけ変化する。

【００２５】なお、圧接ロール１の支持構造には、図４
に示すように、その支持ブラケット７を溶接Ｈ形鋼のパ
スライン方向と直交する方向に揺動可能な揺動ブラケッ
トとし、固定ブラケット１８で支持した揺動ブラケット
７をウォーム機構１９により傾動させることにより、フ
ランジ材Ｆの傾きを修正する装置を採用している。この
場合には、圧接ロール１のロール軸５を外側に延長し、
この延長部分にフランジ案内ロール３を設けることにな
る。

【００２６】以上のような構成において、 (1) 製造する溶接Ｈ形鋼のフランジ材Ｆの幅とウェブ材
Ｗの厚みから、溶接中心位置Ｌ_Oからフランジ端面まで
の距離ｌを求め、この距離ｌを基に主支持軸１０ａを回
転させてフランジ案内ロール３の偏心量を調整し、フラ
ンジ案内ロール３の外周当接面位置を距離ｌの位置に位
置させる。次いで、特殊ナット１１を締め付けて固定す
る。

【００２７】(2) 溶接Ｈ形鋼のウェブ高さに応じて上下
圧接ロール１，１を上下移動させ（通常は上部の圧接ロ
ール１のみを上下移動させる）、ウェブ支持ロール２を
ウェブ材Ｗの厚みに応じて水平移動させ、ウェブ高さに
応じて上下位置調整する。また、図４の圧接ロール１の
支持構造を用いた場合には、フランジ材Ｆの傾斜に応じ
て圧接ロール１を傾ける。

【００２８】以上のような状態で、ウェブ支持ロール２
によりウェブＷが案内され、ほぼ同じ垂直面内でフラン
ジ材Ｆの端面がフランジ案内ロール３により案内され、
さらにフランジ材Ｆの傾斜が修正され、ウェブＷおよび
フランジ材Ｆの中心が溶接中心位置Ｌ_Oに一致した状態
で、圧接ロール１により圧接が行われ、中心偏りのない
高品質の溶接Ｈ形鋼が製造される。

【００２９】このような第１実施例の溶接部支持装置で
あれば、ａ）フランジ案内ロール３はウェブ支持ロール２とは独
立して従動回転できるため、フランジ案内ロールがフラ
ンジ材Ｆに対してスリップすることがなく、フランジ案
内ロール３の外周面の摩耗を少なくすることができる。

【００３０】ｂ）フランジ案内ロール３のフランジ材幅
方向位置を調整できるため、フランジ幅替えやフランジ
案内ロールの摩耗・ウェブ支持ロールの改削に対してフ
ランジ案内ロールを交換する必要がなく、予備のフラン
ジ案内ロールを用意するだけでよいため、フランジ案内
ロールの保有数を少なくすることができ、費用および保
管スペースを大幅に低減できる。また、取替作業が不要
のため、段取時間・調整時間を大幅に短縮することがで
きる。

【００３１】ｃ）フランジ案内ロール３を圧接ロール１
のロール軸５に設けるため、フランジ案内ロール３の直
径を大径とすることができ、また偏心調整機構６の偏心
量も大きくとることができ、適用できるフランジ幅寸法
範囲を広くすることができ、一つの溶接部支持装置で広
範囲のサイズの溶接Ｈ形鋼に対して適用できる。なお、
ウェブ支持ロール２は、フランジ幅が広幅であっても従
来のように直径を大きくする必要はなく、通常使用され
る大きさのものを使用することができる。

【００３２】ｄ）フランジ案内ロール３はウェブ支持ロ
ール２に対して独立して設けられているため、ウェブ支
持ロール２を取り替える際に、フランジ案内ロール３を
あらためて調整する必要がない。

【００３３】ｅ）フランジ案内ロール３を圧接ロール１
のロール軸５に設けているため、圧接ロール１とフラン
ジ案内ロール３との相対位置が変わらず、傾動する構造
の圧接ロール装置に容易に適用できる。また、フランジ
案内ロール３の取付け・取外しも容易に行える。

【００３４】ｆ）フランジ案内ロール３をウェブ支持ロ
ール２に対して独立して設けているため、ウェブ支持ロ
ール２の支持構造に通常の簡易な支持構造を使用でき、
フランジ案内ロール３の支持構造も簡易なものとするこ
とができる。

【００３５】次に、図３の第２実施例においては、フラ
ンジ案内ロール３をウェブ支持ロール２のスライドヘッ
ド２０に支持ブラケット２１を介して取付ける。フラン
ジ案内ロール３の偏心調整機構６は第１実施例と同様の
構造であるが、主支持軸１０ａはロール軸５の代わりに
通常使用される支持ブラケット２１の先端部に取付け
る。なお、スライドヘッド２０は、ガイド２２およびシ
リンダ２３によりパスラインに対して進退移動可能とさ
れている。

【００３６】このような第２実施例において、第１実施
例と同様に、フランジ案内ロール３の偏心量を調整し、
上下圧接ロール１，１およびウェブ支持ロール２の位置
調整を行う。この第２実施例でも第１実施例と同様の効
果が得られる。ただし、フランジ案内ロール３を圧接ロ
ール１と共に傾動させることはできない。なお、この第
２実施例では、ウェブ支持ロール２とフランジ案内ロー
ル３が支持ブラケットを介して共通の支持基台に取付け
られているため、予めフランジ幅に応じて位置調整する
ことができ、その後支持基台を移動させてセットすれば
よいので、調整作業が容易となる利点がある。

【００３７】なお、以上は溶接Ｈ形鋼の製造ラインに適
用した例を示したが、これに限らず、その他の溶接形鋼
にも適用できることはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】前述の通り、本発明は、フランジ材の端
面を案内するフランジ案内ロールを、圧接ロールおよび
ウェブ支持ロールとは別体のロールとして圧接ロールの
ロール軸あるいはウェブ支持ロール基台に取付けた支持
部材に偏心調整機構等を介して取付けるようにしたた
め、次のような効果を奏する。

【００３９】(1) フランジ幅替えやフランジ案内ロール
の摩耗・ウェブ支持ロールの改削に伴うフランジ案内ロ
ールの位置調整をフランジ案内ロールを交換することな
く容易に行えると共に、フランジ案内ロールを圧接ロー
ルのロール軸あるいはウェブ支持ロール支持基台の支持
部材に設けるため、フランジ案内ロールの直径を大径と
することができ、またその移動量も大きくすることがで
き、適用できるフランジ幅寸法範囲を広くすることがで
き、一つの溶接部支持装置により広範囲のサイズの溶接
形鋼に適用できる。また、ウェブ支持ロールには通常の
ものを使用できる。これにより装置費用や保管スペース
等の大幅な低減を図ることができる。

【００４０】(2) フランジ案内ロールはウェブ支持ロー
ルに対して独立しているため、ウェブ支持ロールを取り
替える際に、フランジ案内ロールをあらためて調整する
必要がない。また、フランジ案内ロールの取付け・取外
しも容易に行うことができる。

【００４１】これにより、作業性を大幅に改善すること
ができる。

【００４２】(3) フランジ案内ロールはウェブ支持ロー
ルの支持部材に対して独立しているため、フランジ案内
ロールおよびウェブ支持ロールの支持構造に簡易な支持
構造を使用することができ、比較的簡単な構造で安価な
溶接部支持装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る溶接形鋼の溶接部支持装置の第
１実施例であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は横断面図で
ある。

【図２】図１の溶接部支持装置の部分断面詳細図であ
る。

【図３】この発明に係る溶接形鋼の溶接部支持装置の第
２実施例を示す横断面図である。

【図４】圧接ロールの支持構造の一例であり、（ａ）は
斜視図、（ｂ）は横断面図である。

【図５】従来の溶接部支持装置であり、（ａ）はフラン
ジ案内ロールをウェブ支持ロールに組み込む構造の装
置、（ｂ）はフランジ案内ロールを偏心調整機構を介し
てウェブ支持ロールに取付ける構造の装置である。

【図６】従来一般の溶接部支持装置であり、（ａ）は側
面図、（ｂ）は横断面図である。

【符号の説明】

Ｆ…フランジ材Ｗ…ウェブ材１…圧接ロール２…ウェブ支持ロール３…フランジ案内ロール４…高周波電源５…圧接ロール軸６…偏心調整機構７…圧接ロールの支持ブラケット（揺動ブラケット）８…軸受９…軸受固定用ナット１０…偏心軸１０ａ…主支持軸１０ｂ…連結部１０ｃ…偏心支持軸１１…偏心軸固定用の特殊ナット１２…取付孔１３…座金１４…座ぐり１５…軸受１６…軸受押さえ１７…オイルシール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21C 37/00 B23K 13/04 B23K 37/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接形鋼製造工程における溶接部位置
に、フランジ材とウェブ材を圧接する圧接ロールと、ウ
ェブ材側面を案内支持するウェブ支持ロールを備えた溶
接形鋼の溶接部支持装置において、フランジ材の端面を案内するフランジ案内ロールを、前
記圧接ロールおよびウェブ支持ロールに対して独立した
ロールとして前記圧接ロールのロール軸に取付けると共
に、このフランジ案内ロールをフランジ材幅方向に移動
調整可能、かつ前記ロール軸に固定可能としたことを特
徴とする溶接形鋼の溶接部支持装置。
【請求項２】溶接形鋼製造工程における溶接部位置
に、フランジ材とウェブ材を圧接する圧接ロールと、ウ
ェブ材側面を案内支持するウェブ支持ロールを備えた溶
接形鋼の溶接部支持装置において、フランジ材の端面を案内するフランジ案内ロールを、前
記圧接ロールおよびウェブ支持ロールに対して独立した
ロールとして前記ウェブ支持ロールの支持基台に支持部
材を介して取付けると共に、このフランジ案内ロールを
フランジ材幅方向に移動調整可能、かつ前記支持部材に
固定可能としたことを特徴とする溶接形鋼の溶接部支持
装置。